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ロールス・ロイス WR-21は、パートナー諸国の 最新の海軍水上戦闘艦に動力を供給することを目的として設計されたガスタービン 船舶エンジンです 。
歴史
WR-21は英国、フランス、米国の政府資金援助を受けて開発され、ノースロップ・グラマンを主契約者とする国際コンソーシアムによって設計・製造された。[1]タービン自体は主にロールス・ロイスが設計し、 DCNが海洋工学と試験設備の重要な部分を担当し、ノースロップ・グラマンが中間冷却器、復熱装置、システム統合を担当した。[1] [2]
WR-21の開発は、成功を収めたロールスロイスRB211およびトレントガスタービンファミリーの技術を大いに活用しています。 [3]
WR-21の当初の設計と開発は、1991年12月に米海軍との契約に基づき、ウェスティングハウス・エレクトリック・コーポレーション（後のノースロップ・グラマン・マリン・システムズ）によって行われた。その後、イギリス海軍とフランス海軍がWR-21に興味を持ち、ロールス・ロイス社とDCN社が関与するようになった。[4]
WR-21 はイギリス海軍の45 型駆逐艦の推進システムです。
デザイン
WR-21は、ガスコンプレッサーインタークーラーと排気熱回収システム技術を組み込んだ初の航空転用型ガスタービンであり、エンジンの運転範囲全体にわたって低い燃料消費量を実現します。[3]一般的な船舶の運転プロファイル全体で燃料消費を30%削減します。[5]
- インタークーラーは高圧コンプレッサーに入る空気を冷却し、空気を圧縮するために必要なエネルギーの量を削減します。[3]
- 回収熱交換器は排気からの廃熱を回収して燃焼空気を予熱し、サイクル効率を向上させて燃料消費を削減します。[3]
仕様
- 定格出力: 25.2MW
- 燃料消費量：約190 g/kWh（53 g/MJ）
- メインモジュールの湿重量:45,974キロ
- ツインスプールガスジェネレータと自由回転パワータービン
- 6 段コンプレッサーと6,200 rpm の単段タービンを備えた低圧 (LP) スプール
- 6 段コンプレッサーと 8,100 rpm の単段タービンを備えた高圧 (HP) スプール
- 5段フリーパワータービン 3,600 rpm (60 Hz)
- LPコンプレッサーとHPコンプレッサー間のインタークーラー
- 9つのラジアル燃焼器
- 排気熱回収装置から燃焼器入口空気へ
運用上の問題
2009年、45型駆逐艦のWR-21に装備されていたノースロップ・グラマン製インタークーラーに重大な設計上の欠陥があり、 [6]水温が30℃を超えると作動しないことが判明した。最初の45型駆逐艦であるHMS デアリングのインタークーラーは2010年に中部大西洋で故障し、カナダで修理が必要となり、2012年にはバーレーンでインタークーラー故障のさらなる修理が行われた。45型駆逐艦の先駆的な統合電気推進（IEP）システムは、2基のWR-21と2基のワルチラ2MWディーゼル発電機を使用して、推進およびその他の機能に加えて兵器システムを含む船上のすべてのものに電力を供給しているため、船は「完全な電気故障」に対して脆弱である。国防省は、「45型は亜北極から極度の熱帯環境まで世界中で運用できるように設計されており、年間を通じて湾岸と南大西洋で効果的に運用され続けている」と述べた。[7]
WR-21 エンジンは、乾ドックで船体を切り開いて取り付けられる 1 台または 2 台の追加のディーゼル発電機で補完される必要があります。
元海軍大臣フィリップ・ジョーンズ提督は、「WR-21ガスタービンは、極度の高温条件で、作動温度を超えるまで、いわゆる「優雅に性能が低下する」ように設計されている。…我々は、ディーゼル発電機とWR-21の耐久性が現時点では優雅に低下しておらず、壊滅的に低下していることを発見したので、それに対処する必要があった」と明言した。提督は、問題にもかかわらず、イギリス海軍は9か月周期で、ほとんど問題なく気温が高い湾岸地域にタイプ45駆逐艦を配備できていると主張した。イギリス海軍は、少なくとも2隻のタイプ45を作戦準備状態に維持できている。[8]
参考文献
- ^ ab 「ノースロップ・グラマン/ロールス・ロイス・チームが優先サプライヤーに選出」。defense -aerospace.com。2000年11月1日。 2016年1月30日閲覧。
- ^ 「WR-21 の賭けは報われる」。ジェーンズ・ネイビー・インターナショナル。2000年。 2009年11月16日閲覧。
- ^ abcd 「WR-21 マリンガスタービン」。ロールスロイス社。2009年11月16日閲覧。
- ^ Carl L. Weiler、John Chiprich (1997 年 10 月)。WR-21 インタークールド 再生ガスタービン システムの概要と最新情報。ASME 1997 Turbo Asia Conference。アメリカ機械学会。ISBN 978-0-7918-7867-5. 2016年1月30日閲覧。
- ^ 「WR-21エンジン、英国海軍45型駆逐艦に採用」2009年11月16日閲覧。
- ^ Trevithick, Trevor (2018年3月22日). 「英国海軍、45型駆逐艦の故障防止のため改修へ」Time Inc. 2018年4月22日閲覧。
- ^ リチャード・ノートン＝テイラー（2016年6月7日）。「駆逐艦は中東に派遣されれば故障するだろう、と英国海軍が認める」ガーディアン紙。 2016年6月8日閲覧。
- ^ 「口頭証拠：海軍調達：タイプ26およびタイプ45 HC 221」。英国下院国防特別委員会。2016年7月21日。 2016年7月21日閲覧。
外部リンク
- ロールスロイス WR-21 船舶用ガスタービンのページ (2013-11-08 アーカイブ)
- コリン・R・イングリッシュ司令官（2003 年 11 月）。WR-21 中間冷却回生ガスタービン エンジン - 将来の軍艦への統合（PDF）。2003 年東京国際ガスタービン会議議事録。